Učinkovitost vazektomije je vrlo visoka, pobjeđujući kondome za najučinkovitiju mušku kontracepciju. Vazektomija je kirurški zahvat u kojem se sjemenovod ili cijevi koje transportiraju spermu do sjemena režu i zatvaraju. To sprječava spermu da dođe do sjemena, tako da, iako muškarac i dalje može ejakulirati istu količinu sjemena, ono neće sadržavati spermu. Dakle, njegova partnerica ne može zatrudnjeti. Učinkovitost vazektomije je blizu 100 posto, ali može propasti zbog nekorištenja zaštite u prvih nekoliko tjedana, ili ponekad mjeseci, nakon operacije ili, rijetko, jer se cijevi spontano ponovno spoje.
Vazektomija je sigurna metoda muške kontracepcije koja bi trebala biti trajna, iako se ponekad može poništiti. Zahvat se može izvesti sa ili bez reza, a učinkovitost vazektomije ostaje ista. U metodi incizije, kirurg ubrizgava lokalnu anesteziju u zdjelicu kako bi umrtvio pacijenta, a zatim radi dva reza, jedan s obje strane skrotuma ili jedan rez u središtu skrotuma. Kirurg zatim reže sjemenovod i zatvara ih tako da ih veže, stegne ili zatvori električnom strujom.
Kod vazektomije bez incizije, u skrotum se rade dvije punkcije kako bi se pristupilo sjemenovodu, koji se zatim režu i zatvaraju. Ovaj postupak smanjuje rizik od infekcije i krvarenja te ne stvara ožiljke. Traje samo oko pet do 15 minuta, u usporedbi s otvorenom operacijom, koja traje oko deset do 20 minuta.
Iako svaka metoda brtvljenja cijevi djeluje izuzetno dobro, kauterizacija sjemenovoda električnom strujom daje najveću učinkovitost vazektomije, jer smanjuje ionako malu vjerojatnost da će se cijevi spontano ponovno spojiti. Također se smatra da zatvaranje cijevi na oba kraja povećava učinkovitost vazektomije, iako zatvaranje samo jednog kraja može uzrokovati manje nelagode. Fascijalna interpozicija, u kojoj se komad tkiva nazvan fascijalna ovojnica nalazi između dvije izrezane cijevi, također ima za cilj povećanje učinkovitosti vazektomije.
Učinkovitost vazektomije mogu narušiti dva događaja: nezaštićeni spolni odnos prije nego što se sva sperma potroši ili reapsorbira i spontana rekanalizacija sjemenovoda. Prvi problem nastaje jer vazektomija ne sprječava trudnoću odmah. Možda još uvijek ima sperme pomiješane sa sjemenom iza mjesta zapečaćenih epruveta, a sve se to mora potrošiti prije nego što se vazektomija može vjerovati kao jedina metoda kontrole rađanja. Analiza sjemena može muškarcu reći kada je sperma sterilna.
Drugi problem koji narušava učinkovitost vazektomije je rekanalizacija, kada odspojene cijevi ponovno srastu. To je vrlo rijetko i obično se javlja unutar prvih nekoliko mjeseci. Rekanalizacija se može dogoditi kada imunološki odgovor izazove rast na sjemenovodu, nazvanu granulom sperme, koji se zatim razvija u masu zvanu nosodum gasitisa. Ova se masa, u vrlo rijetkim slučajevima, može spojiti s drugim krajem cijevi i omogućiti prolaz spermi.
Mikrorekanalizacija, odnosno stvaranje sićušnih kanala kroz koje sperma može proći, može se dogoditi zbog ožiljnog tkiva, obično kao rezultat lošeg posla kirurga. Kod bilo koje vrste rekanalizacije plodnost je uvelike smanjena jer kroz sjemenovod prolazi mnogo manje spermija, ali trudnoća je i dalje moguća. To su, međutim, rijetke pojave, a ako pacijent čeka zeleno svjetlo nakon analize sjemena, učinkovitost vazektomije je gotovo savršena.